中國日報(bào)海外版3月21日發(fā)表了一篇題為《3D printing speeds up production of missiles》的文章，介紹了中國最大的導(dǎo)彈制造商——中國航天科工集團(tuán)利用3D 打印加速巡航導(dǎo)彈設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的事例。這可能是國家期刊為數(shù)不多的以英文版介紹中國兵器的新制造技術(shù)。

《3D printing speeds up production of missiles》原文：https://m.china.com.cn/wm/doc_1_29303_2192991.html

《3D printing speeds up production of missiles》報(bào)道

文章以導(dǎo)彈燃?xì)舛娴闹圃煺归_，航天科工三院高級技術(shù)人員表示，采用傳統(tǒng)技術(shù)制造一個(gè)燃?xì)猓ǚ较颍┒嫱枰獢?shù)十名技術(shù)人員和工人花費(fèi)一到兩個(gè)月才能完成，且涉及鑄造和焊接等一系列工序。

3D打印技術(shù)參考查詢發(fā)現(xiàn)，燃?xì)舛嫖挥趯?dǎo)彈尾部發(fā)動(dòng)機(jī)之后，通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬鳟a(chǎn)生改變導(dǎo)彈飛行姿態(tài)的側(cè)向控制力。然而，該部件只是導(dǎo)彈上面的一個(gè)小部件，因此可以想象，以傳統(tǒng)方式制造一整枚巡航導(dǎo)彈需要多少人力和時(shí)間。

△導(dǎo)彈燃?xì)舛?br />

如今不同的是，該院通過采用3D打印技術(shù)，幾個(gè)工人一周內(nèi)就能造出一個(gè)方向舵。相關(guān)負(fù)責(zé)人指出，3D打印技術(shù)因此節(jié)省了大量勞動(dòng)力、時(shí)間和成本，在產(chǎn)品重量和精度控制方面，也比機(jī)械加工要好得多。以往采用機(jī)械加工手段制造的方向舵表面粗糙，需要工人使用機(jī)器和大量時(shí)間來打磨，在此過程中，很大一部分金屬被切掉和浪費(fèi)。相比之下，3D 打印的零件表面非常光滑，僅帶有少量的加工余量——這意味著零件幾乎可以直接安裝在導(dǎo)彈上。

“多虧了3D打印技術(shù)，我們的生產(chǎn)效率和質(zhì)量有了很大的提高?！?br />
該院增材制造技術(shù)創(chuàng)新中心一焦姓工程師表示，在制造大型導(dǎo)彈部件時(shí)，3D打印使原材料的利用率提高了數(shù)十倍，而且產(chǎn)品具有更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和更好的合格率。他表示，航天科工三院是中國航天工業(yè)3D打印技術(shù)的最大用戶，技術(shù)人員正在利用該技術(shù)制造許多巡航導(dǎo)彈部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)身面板。

與此同時(shí)，增材制造技術(shù)中心與該院武器裝備設(shè)計(jì)部門合作，將3D打印技術(shù)直接引入到新型導(dǎo)彈的設(shè)計(jì)中。“設(shè)計(jì)師可以考慮哪些組件適合‘打印’，這項(xiàng)技術(shù)可以給工程師更多的想象和創(chuàng)新空間，讓他們能夠設(shè)計(jì)出傳統(tǒng)方法難以制造但3D打印容易制造的先進(jìn)、復(fù)雜的組件，毫不夸張地說，3D打印技術(shù)將徹底改變導(dǎo)彈的設(shè)計(jì)工作?！?br />

國慶閱兵期間的武器裝備

國防工業(yè)軍事觀察員吳培鑫表示，未來很可能會將3D打印機(jī)帶到戰(zhàn)場，讓士兵可以根據(jù)需要在現(xiàn)場打印和組裝導(dǎo)彈。美國和澳大利亞的地面部隊(duì)已經(jīng)展示了使用SPEE3D和Markforged等的特定于戰(zhàn)場的技術(shù)和系統(tǒng)。

隨著我國國防戰(zhàn)略全面轉(zhuǎn)型，航空航天裝備升級換代節(jié)奏有望加快，航空航天零部件制造正處上升期。隨著國家“十四五”規(guī)劃重點(diǎn)內(nèi)容將圍繞新一代航空裝備、精確打擊武器、無人裝備及信息化裝備為重點(diǎn)，新一代航空航天裝備及精確打擊武器將進(jìn)入批量裝備階段。

在導(dǎo)彈研發(fā)和制造方面，3D打印獨(dú)特的輕量化制造特點(diǎn)能夠提升導(dǎo)彈的使用效益。根據(jù)解放軍報(bào)信息，3D打印導(dǎo)彈與傳統(tǒng)制造方法相比，不僅能夠降低成本，還能極大縮短導(dǎo)彈零部件的設(shè)計(jì)和更新時(shí)間。

有資料顯示，國內(nèi)外都正在研究將3D打印用于巡航導(dǎo)彈等高超聲速武器所使用的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件的制造。3D打印技術(shù)還能夠解除彈頭制造中的各種限制，可以改善導(dǎo)彈的熱力學(xué)性能并嘗試之前無法使用的設(shè)計(jì)。雷神、洛克希德•馬丁等公司早在2016年就已嘗試通過3D打印尋找新的導(dǎo)彈部件制造方法，根據(jù)公開資料信息，導(dǎo)彈彈頭減重1KG，可增加12至15km的射程。因此認(rèn)為3D打印對導(dǎo)彈性能具有明顯提升，在該領(lǐng)域需求有望持續(xù)提升。

根據(jù)國防部信息，2021年上半年全軍基礎(chǔ)訓(xùn)練強(qiáng)度明顯增大，彈藥消耗大幅增加，采購量也有望持續(xù)上升。去年8月，我國導(dǎo)彈武器系統(tǒng)研制、生產(chǎn)單位和空天防御事業(yè)發(fā)展的領(lǐng)軍單位——中國航天科工集團(tuán)二院第二總體設(shè)計(jì)部發(fā)布消息稱，實(shí)現(xiàn)了某型飛行器產(chǎn)品復(fù)雜結(jié)構(gòu)的3D打印集成制造，并指出這是3D打印技術(shù)在航天領(lǐng)域飛行器研制中的重要里程碑，進(jìn)一步提升了飛行器輕量化水平，為未來新一代飛行器發(fā)展提供了有力支撐。

中國航天科工集團(tuán)二院二部實(shí)現(xiàn)某型飛行器產(chǎn)品復(fù)雜結(jié)構(gòu)3D打印集成制造。 圖片來源：中國航天科工集團(tuán)二院二部

二部專家介紹，航天飛行器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)零部件多，生產(chǎn)周期長、成本高。此前，一套復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的部件常常由數(shù)十個(gè)零件組成，每個(gè)零件都要建立三維模型并設(shè)計(jì)“個(gè)性化”的工藝流程，隨后在數(shù)字機(jī)床上逐一進(jìn)行生產(chǎn)加工，生產(chǎn)周期往往按月計(jì)算。

同時(shí)，由于“車銑刨磨”等傳統(tǒng)機(jī)加工藝的限制，要讓飛行器“瘦身減肥”很困難，直接影響飛行器的性能提升。有時(shí)候，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師為了減少幾克的重量也是煞費(fèi)苦心。如今，通過3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)面向增材制造的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造，可使復(fù)雜部件的零件數(shù)大幅減少，通過一體化三維建模后導(dǎo)入3D打印機(jī)中直接成型，一臺打印機(jī)可實(shí)現(xiàn)多個(gè)零件的同時(shí)打印，制造時(shí)間從幾個(gè)月縮短到十余天。

同時(shí)，隨著零件數(shù)量的減少，部件裝配環(huán)節(jié)也更簡化, 結(jié)構(gòu)可靠性和裝配效率大幅提升。

航天科工三院增材制造技術(shù)創(chuàng)新中心的工程師還表示，3D打印技術(shù)在該院無人機(jī)生產(chǎn)方面也具有巨大潛力。3D打印技術(shù)參考在2021年增材制造材料創(chuàng)新發(fā)展論壇獲悉，我國翼龍無人機(jī)上面就有多個(gè)3D打印的零件應(yīng)用。

翼龍無人機(jī)上面就有多個(gè)3D打印的零件應(yīng)用

隨著需求量的增加，以及軍民融合改革的深入推進(jìn)，一些制造需求將進(jìn)一步釋放到上游民營企業(yè)。2025年服務(wù)于中國航空航天等領(lǐng)域的金屬3D打印裝備將超六百臺。在以技術(shù)革新追求大規(guī)模生產(chǎn)前，3D打印通常僅在產(chǎn)量較低時(shí)具有經(jīng)濟(jì)性，因此適合定制化、設(shè)計(jì)快速迭代的小批量制造。

伴隨著設(shè)備、材料、服務(wù)供應(yīng)商技術(shù)不斷突破，3D打印開始逐步在大規(guī)模生產(chǎn)上具有經(jīng)濟(jì)性，具有大規(guī)模生產(chǎn)能力的“增材制造2.0”將使3D打印迎來一個(gè)高速發(fā)展的十年。

來源：中國日報(bào)

中國日報(bào)海外版3月21日發(fā)表了一篇題為《3D printing speeds up production of missiles》的文章，介紹了中國最大的導(dǎo)彈制造商——中國航天科工集團(tuán)利用3D 打印加速巡航導(dǎo)彈設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的事例。這可能是國家期刊為數(shù)不多的以英文版介紹中國兵器的新制造技術(shù)。

《3D printing speeds up production of missiles》原文：https://m.china.com.cn/wm/doc_1_29303_2192991.html

《3D printing speeds up production of missiles》報(bào)道

文章以導(dǎo)彈燃?xì)舛娴闹圃煺归_，航天科工三院高級技術(shù)人員表示，采用傳統(tǒng)技術(shù)制造一個(gè)燃?xì)猓ǚ较颍┒嫱枰獢?shù)十名技術(shù)人員和工人花費(fèi)一到兩個(gè)月才能完成，且涉及鑄造和焊接等一系列工序。

3D打印技術(shù)參考查詢發(fā)現(xiàn)，燃?xì)舛嫖挥趯?dǎo)彈尾部發(fā)動(dòng)機(jī)之后，通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬鳟a(chǎn)生改變導(dǎo)彈飛行姿態(tài)的側(cè)向控制力。然而，該部件只是導(dǎo)彈上面的一個(gè)小部件，因此可以想象，以傳統(tǒng)方式制造一整枚巡航導(dǎo)彈需要多少人力和時(shí)間。

△導(dǎo)彈燃?xì)舛?br />

如今不同的是，該院通過采用3D打印技術(shù)，幾個(gè)工人一周內(nèi)就能造出一個(gè)方向舵。相關(guān)負(fù)責(zé)人指出，3D打印技術(shù)因此節(jié)省了大量勞動(dòng)力、時(shí)間和成本，在產(chǎn)品重量和精度控制方面，也比機(jī)械加工要好得多。以往采用機(jī)械加工手段制造的方向舵表面粗糙，需要工人使用機(jī)器和大量時(shí)間來打磨，在此過程中，很大一部分金屬被切掉和浪費(fèi)。相比之下，3D 打印的零件表面非常光滑，僅帶有少量的加工余量——這意味著零件幾乎可以直接安裝在導(dǎo)彈上。

“多虧了3D打印技術(shù)，我們的生產(chǎn)效率和質(zhì)量有了很大的提高?！?br />
該院增材制造技術(shù)創(chuàng)新中心一焦姓工程師表示，在制造大型導(dǎo)彈部件時(shí)，3D打印使原材料的利用率提高了數(shù)十倍，而且產(chǎn)品具有更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和更好的合格率。他表示，航天科工三院是中國航天工業(yè)3D打印技術(shù)的最大用戶，技術(shù)人員正在利用該技術(shù)制造許多巡航導(dǎo)彈部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)身面板。

與此同時(shí)，增材制造技術(shù)中心與該院武器裝備設(shè)計(jì)部門合作，將3D打印技術(shù)直接引入到新型導(dǎo)彈的設(shè)計(jì)中。“設(shè)計(jì)師可以考慮哪些組件適合‘打印’，這項(xiàng)技術(shù)可以給工程師更多的想象和創(chuàng)新空間，讓他們能夠設(shè)計(jì)出傳統(tǒng)方法難以制造但3D打印容易制造的先進(jìn)、復(fù)雜的組件，毫不夸張地說，3D打印技術(shù)將徹底改變導(dǎo)彈的設(shè)計(jì)工作?！?br />

國慶閱兵期間的武器裝備

國防工業(yè)軍事觀察員吳培鑫表示，未來很可能會將3D打印機(jī)帶到戰(zhàn)場，讓士兵可以根據(jù)需要在現(xiàn)場打印和組裝導(dǎo)彈。美國和澳大利亞的地面部隊(duì)已經(jīng)展示了使用SPEE3D和Markforged等的特定于戰(zhàn)場的技術(shù)和系統(tǒng)。

隨著我國國防戰(zhàn)略全面轉(zhuǎn)型，航空航天裝備升級換代節(jié)奏有望加快，航空航天零部件制造正處上升期。隨著國家“十四五”規(guī)劃重點(diǎn)內(nèi)容將圍繞新一代航空裝備、精確打擊武器、無人裝備及信息化裝備為重點(diǎn)，新一代航空航天裝備及精確打擊武器將進(jìn)入批量裝備階段。

在導(dǎo)彈研發(fā)和制造方面，3D打印獨(dú)特的輕量化制造特點(diǎn)能夠提升導(dǎo)彈的使用效益。根據(jù)解放軍報(bào)信息，3D打印導(dǎo)彈與傳統(tǒng)制造方法相比，不僅能夠降低成本，還能極大縮短導(dǎo)彈零部件的設(shè)計(jì)和更新時(shí)間。

有資料顯示，國內(nèi)外都正在研究將3D打印用于巡航導(dǎo)彈等高超聲速武器所使用的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件的制造。3D打印技術(shù)還能夠解除彈頭制造中的各種限制，可以改善導(dǎo)彈的熱力學(xué)性能并嘗試之前無法使用的設(shè)計(jì)。雷神、洛克希德•馬丁等公司早在2016年就已嘗試通過3D打印尋找新的導(dǎo)彈部件制造方法，根據(jù)公開資料信息，導(dǎo)彈彈頭減重1KG，可增加12至15km的射程。因此認(rèn)為3D打印對導(dǎo)彈性能具有明顯提升，在該領(lǐng)域需求有望持續(xù)提升。

根據(jù)國防部信息，2021年上半年全軍基礎(chǔ)訓(xùn)練強(qiáng)度明顯增大，彈藥消耗大幅增加，采購量也有望持續(xù)上升。去年8月，我國導(dǎo)彈武器系統(tǒng)研制、生產(chǎn)單位和空天防御事業(yè)發(fā)展的領(lǐng)軍單位——中國航天科工集團(tuán)二院第二總體設(shè)計(jì)部發(fā)布消息稱，實(shí)現(xiàn)了某型飛行器產(chǎn)品復(fù)雜結(jié)構(gòu)的3D打印集成制造，并指出這是3D打印技術(shù)在航天領(lǐng)域飛行器研制中的重要里程碑，進(jìn)一步提升了飛行器輕量化水平，為未來新一代飛行器發(fā)展提供了有力支撐。

中國航天科工集團(tuán)二院二部實(shí)現(xiàn)某型飛行器產(chǎn)品復(fù)雜結(jié)構(gòu)3D打印集成制造。 圖片來源：中國航天科工集團(tuán)二院二部

二部專家介紹，航天飛行器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)零部件多，生產(chǎn)周期長、成本高。此前，一套復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的部件常常由數(shù)十個(gè)零件組成，每個(gè)零件都要建立三維模型并設(shè)計(jì)“個(gè)性化”的工藝流程，隨后在數(shù)字機(jī)床上逐一進(jìn)行生產(chǎn)加工，生產(chǎn)周期往往按月計(jì)算。

同時(shí)，由于“車銑刨磨”等傳統(tǒng)機(jī)加工藝的限制，要讓飛行器“瘦身減肥”很困難，直接影響飛行器的性能提升。有時(shí)候，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師為了減少幾克的重量也是煞費(fèi)苦心。如今，通過3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)面向增材制造的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造，可使復(fù)雜部件的零件數(shù)大幅減少，通過一體化三維建模后導(dǎo)入3D打印機(jī)中直接成型，一臺打印機(jī)可實(shí)現(xiàn)多個(gè)零件的同時(shí)打印，制造時(shí)間從幾個(gè)月縮短到十余天。

同時(shí)，隨著零件數(shù)量的減少，部件裝配環(huán)節(jié)也更簡化, 結(jié)構(gòu)可靠性和裝配效率大幅提升。

航天科工三院增材制造技術(shù)創(chuàng)新中心的工程師還表示，3D打印技術(shù)在該院無人機(jī)生產(chǎn)方面也具有巨大潛力。3D打印技術(shù)參考在2021年增材制造材料創(chuàng)新發(fā)展論壇獲悉，我國翼龍無人機(jī)上面就有多個(gè)3D打印的零件應(yīng)用。

翼龍無人機(jī)上面就有多個(gè)3D打印的零件應(yīng)用

隨著需求量的增加，以及軍民融合改革的深入推進(jìn)，一些制造需求將進(jìn)一步釋放到上游民營企業(yè)。2025年服務(wù)于中國航空航天等領(lǐng)域的金屬3D打印裝備將超六百臺。在以技術(shù)革新追求大規(guī)模生產(chǎn)前，3D打印通常僅在產(chǎn)量較低時(shí)具有經(jīng)濟(jì)性，因此適合定制化、設(shè)計(jì)快速迭代的小批量制造。

伴隨著設(shè)備、材料、服務(wù)供應(yīng)商技術(shù)不斷突破，3D打印開始逐步在大規(guī)模生產(chǎn)上具有經(jīng)濟(jì)性，具有大規(guī)模生產(chǎn)能力的“增材制造2.0”將使3D打印迎來一個(gè)高速發(fā)展的十年。

來源：中國日報(bào)